低频矿井透地通信系统以分层大地作为传输媒质，由于其信道特性不受矿井灾害事故的影响，该系统被认为是最可靠的生产和应急通信手段。然而由于一些技术难题的存在，使得对该系统的研究和开发受到一定的限制。本文在此背景下研究矿井透地通信系统。本文在分析和总结了矿井透地通信信道的传输特性的基础上，建立了其System View仿真模型；针对矿井通信的困难，首次提出了一种采用扩频技术、可数字化实现的矿井透地通信系统方案；并对该方案进行了理论分析及总体仿真，仿真结果及误码率分析表明了系统设计方案的可行性和有效性，为系统的设计奠定了基础；然后采用一种层次化芯片设计方法，设计了一种矿井透地通信专用芯片，并在Max+PlusII平台上完成了该芯片整体设计及芯片内部主要模块的设计与仿真，最后给出了芯片设计的顶层原理图。本文提出的设计方案的最大特点是全数字化，可以在单芯片内完成数据编码、扩频、解扩功能，是一种高集成度的数字化扩频实现方案，具有较大的优越性。本文将层次化设计方法应用于芯片设计中，采用系统仿真软件进行方案分析和模块划分，并将各模块用硬件描述语言和原理图结合的方式来实现，完成了芯片的初步设计。